JP2010041061A - Liquid jet head - Google Patents

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Isao Yanagisawa
功 柳澤
Mutsuhiko Ota
睦彦 太田
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Seiko Epson Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wire bonding method capable of improving bonding strength and capable of narrowing the width and pitch of a bonding pad; and to provide a liquid jet head. <P>SOLUTION: In the wire bonding method for connecting a bonding wire 120 composed of gold to a bonding pad 90a, the bonding wire 120 is pressed against the bonding pad 90a with a load of 78.4×10<SP>-3</SP>N or less while heating the bonding wire at a temperature of 100°C or less and applying ultrasonic waves having a frequency of 100-120 KHz and an amplitude of 0.5 to 6 μm to connect the bonding wire 120 to the bonding pad 90a. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ボンディングパッドに接続されるボンディングワイヤのワイヤボンディング方法に関し、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板の表面に圧電素子を形成して、圧電体層の変位によりインク滴を吐出させる液体噴射ヘッドに適用して好適なものである。   The present invention relates to a wire bonding method for a bonding wire connected to a bonding pad, and in particular, a part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging ink droplets is constituted by a diaphragm, and a piezoelectric plate is formed on the surface of the diaphragm. The present invention is suitable for application to a liquid ejecting head in which an element is formed and ink droplets are ejected by displacement of a piezoelectric layer.

電圧を印加することにより変位する圧電素子を具備するアクチュエータ装置は、例えば、液滴を噴射する液体噴射ヘッド等に搭載される。このような液体噴射ヘッドとしては、例えば、ノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドが知られている。そして、インクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータ装置を搭載したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータ装置を搭載したものの２種類が実用化されている。   An actuator device including a piezoelectric element that is displaced by applying a voltage is mounted on, for example, a liquid ejecting head that ejects droplets. As such a liquid ejecting head, for example, a part of a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening is configured by a vibration plate, and the vibration plate is deformed by a piezoelectric element so as to pressurize ink in the pressure generation chamber to form a nozzle opening. Inkjet recording heads that discharge ink droplets are known. Two types of ink jet recording heads have been put into practical use: those equipped with a piezoelectric actuator device in a longitudinal vibration mode that extends and contracts in the axial direction of the piezoelectric element, and those equipped with a piezoelectric actuator device in a flexural vibration mode. Yes.

ここで、後者のインクジェット式記録ヘッドとしては、圧力発生室が形成された流路形成基板に接合される基板、例えば、リザーバ形成基板に駆動ＩＣが搭載され、各圧電素子から引き出されたリード電極の端子部と駆動ＩＣとをワイヤボンディングを用いたボンディングワイヤにより電気的に接続する構造が採用されている（例えば、特許文献１参照）。このようなインクジェット式記録ヘッドの製造において行われるワイヤボンディングは、キャピラリー等を用いて、駆動ＩＣの端子部に接続配線の一端を接続した後に、そのボンディングワイヤの他端をリード電極の端子部であるボンディングパッドに接続することで行われる。   Here, as the latter ink jet recording head, a drive electrode is mounted on a substrate to be bonded to a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber is formed, for example, a reservoir forming substrate, and lead electrodes drawn from each piezoelectric element. A structure is employed in which the terminal portion and the driving IC are electrically connected by a bonding wire using wire bonding (see, for example, Patent Document 1). Wire bonding performed in the manufacture of such an ink jet recording head is performed by connecting one end of a connection wiring to a terminal portion of a drive IC using a capillary or the like and then connecting the other end of the bonding wire to a terminal portion of a lead electrode. This is done by connecting to a certain bonding pad.

一般的にワイヤボンディングは、１５０℃以上の温度で加熱しながら行われるため、このような高温で加熱することによって、インクジェット式記録ヘッドを構成する各基板が熱膨張して破壊されてしまうという問題がある。このため、インクジェット式記録ヘッドにおいてワイヤボンディングを行う際には、１００℃以下の低温で加熱しながら行う必要があるが、低温で加熱しながら行ったワイヤボンディングでは、ボンディングワイヤとボンディングパッドとの十分な接合強度を確保することができないという問題がある。   In general, wire bonding is performed while heating at a temperature of 150 ° C. or higher. Therefore, heating at such a high temperature causes thermal expansion and destruction of each substrate constituting the ink jet recording head. There is. For this reason, when performing wire bonding in an ink jet recording head, it is necessary to carry out heating at a low temperature of 100 ° C. or less. However, in wire bonding performed at low temperature, sufficient bonding wire and bonding pad are required. There is a problem that it is not possible to ensure a sufficient bonding strength.

また、インクジェット式記録ヘッドに代表されるボンディングワイヤを用いたデバイスの配線は、高密度化が求められている。しかしながら、一般的なワイヤボンディングでは、ボンディングワイヤをボンディングパッドに２９４〜８８２×１０-3Ｎの荷重で押圧して接続されるため、ボンディングパッドに接続されたボンディングワイヤのステッチ部は、ステッチ幅がワイヤ径の２〜３倍で、ステッチ厚がワイヤ径の０．１倍以下で形成される。このため、ボンディングパッドをステッチ部の幅よりも広く形成しなくてはならず、ボンディングパッドの幅及びピッチを狭くして高密度化することができないという問題がある。このため、基板上の電極のワイヤボンディング部に凹部または凸部を設けることによりボンディングワイヤの圧着寸法を強制して、接合強度を確保すると共に電極の幅及びピッチを狭くしたワイヤボンディング用電極構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。 In addition, the wiring of a device using a bonding wire typified by an ink jet recording head is required to have a high density. However, in general wire bonding, since the bonding wire is pressed and connected to the bonding pad with a load of 294 to 882 × 10 −3 N, the stitch width of the bonding wire connected to the bonding pad has a stitch width. The stitch thickness is 2 to 3 times the wire diameter and 0.1 times or less the wire diameter. For this reason, the bonding pad must be formed wider than the width of the stitch portion, and there is a problem that the bonding pad cannot be densified by reducing the width and pitch of the bonding pad. For this reason, a wire bonding electrode structure in which the crimping dimension of the bonding wire is forced by providing a concave or convex portion in the wire bonding portion of the electrode on the substrate to ensure the bonding strength and reduce the width and pitch of the electrode. It has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、特許文献２では、従来のボンディングワイヤと同じ接合強度を確保することができるものの、圧着寸法を強制しているだけであるため、接合強度を増大させることはできないという問題がある。また、特許文献２では、電極のボンディングワイヤ部に凹部または凸部を設けるという加工が必要となり、製造工程が複雑化すると共に、製造コストが高くなってしまうという問題がある。なお、上述した問題は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドだけでなく、ＬＳＩやＩＣ等の半導体素子を用いたボンディングワイヤの接続構造を有するデバイスなどにおいても同様に存在する。   However, Patent Document 2 has a problem that although the same bonding strength as that of the conventional bonding wire can be secured, the bonding strength cannot be increased because only the crimping dimensions are forced. Moreover, in patent document 2, the process of providing a recessed part or a convex part in the bonding wire part of an electrode is required, and there exists a problem that a manufacturing process will become complicated while a manufacturing process will become complicated. Note that the above-described problem exists not only in a liquid ejecting head such as an ink jet recording head but also in a device having a bonding wire connection structure using a semiconductor element such as an LSI or an IC.

特開２００２−１６０３６６号公報（第３頁、第２図）Japanese Patent Laid-Open No. 2002-160366 (page 3, FIG. 2) 特開平５−２５１８５６号公報（第２〜３頁、第１図）JP-A-5-251856 (pages 2 and 3, FIG. 1)

本発明はこのような課題に鑑み、接合強度を向上すると共に、ボンディングパッドの幅及びピッチを狭くすることができるワイヤボンディング方法及び液体噴射ヘッドを提供することを課題とする。   In view of such problems, it is an object of the present invention to provide a wire bonding method and a liquid jet head capable of improving bonding strength and reducing the width and pitch of bonding pads.

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、金からなるボンディングワイヤをボンディングパッドに接続するワイヤボンディング方法であって、前記ボンディングワイヤを１００℃以下の温度で加熱すると共に周波数１００〜１２０ＫＨｚ、振幅が０．５〜６μｍの超音波を印加しながら前記ボンディングパッドに７８．４×１０-3Ｎ以下の荷重で押圧することで、当該ボンディングワイヤを前記ボンディングパッドに接続するワイヤボンディング方法にある。
かかる第１の態様では、比較的低温でのワイヤボンディングであっても、ボンディングワイヤとボンディングパッドとの接合強度を向上することができると共に、ボンディングパッドに接続されたボンディングワイヤのステッチ幅を狭くすることができ、ボンディングパッドの幅を狭くして隣接するボンディングパッドのピッチを狭くすることができる。また、低温でのワイヤボンディングによりワイヤボンディング装置の熱膨張を抑制してワイヤボンディングの位置合わせ精度を向上することができる。 A first aspect of the present invention for solving the above problem is a wire bonding method for connecting a bonding wire made of gold to a bonding pad, wherein the bonding wire is heated at a temperature of 100 ° C. or lower and a frequency of 100 to 120 KHz, The wire bonding method connects the bonding wire to the bonding pad by pressing the bonding pad with a load of 78.4 × 10 −3 N or less while applying an ultrasonic wave having an amplitude of 0.5 to 6 μm. .
In the first aspect, even when wire bonding is performed at a relatively low temperature, the bonding strength between the bonding wire and the bonding pad can be improved, and the stitch width of the bonding wire connected to the bonding pad is reduced. In addition, the width of the bonding pads can be narrowed to reduce the pitch of adjacent bonding pads. Moreover, the thermal bonding of the wire bonding apparatus can be suppressed by wire bonding at a low temperature, and the alignment accuracy of the wire bonding can be improved.

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ボンディングワイヤを前記ボンディングパッドに接続する時間は、荷重が所望荷重の値に収束するまでの荷重バラツキ収束時間と、ボンディング時間の合計時間であることを特徴とするワイヤボンディング方法にある。
かかる第２の態様では、荷重バラツキ収束時間を加味した状態で超音波を印加してボンディングを実施することが可能になる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the time for connecting the bonding wire to the bonding pad is a total time of a load variation convergence time until the load converges to a desired load value and a bonding time. The wire bonding method is characterized by the following.
In the second aspect, it is possible to perform bonding by applying ultrasonic waves in a state where the load variation convergence time is taken into account.

本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記超音波を印加する時期は、前記荷重バラツキ収束時間の後のボンディング時間の時期であることを特徴とするワイヤボンディング方法にある。
かかる第３の態様では、荷重バラツキ収束時間が経過して荷重が安定した時期に超音波を印加してボンディングを実施することが可能になる。 A third aspect of the present invention is the wire bonding method according to the second aspect, wherein the ultrasonic wave is applied at a bonding time after the load variation convergence time.
In the third aspect, it is possible to perform bonding by applying ultrasonic waves when the load variation convergence time has elapsed and the load is stable.

本発明の第４の態様は、第２または３の態様において、前記荷重バラツキ収束時間は、２０ｍｓｅｃであることを特徴とするワイヤボンディング方法にある。
かかる第４の態様では、荷重バラツキ時間を確実に設定することが可能になる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the wire bonding method according to the second or third aspect, wherein the load variation convergence time is 20 msec.
In the fourth aspect, it is possible to reliably set the load variation time.

本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記ボンディングパッドが金からなることを特徴とするワイヤボンディング方法にある。
かかる第５の態様では、金からなるボンディングパッドを用いることで、金からなるボンディングワイヤを確実に接合することができると共に、接合強度を向上することができる。 A fifth aspect of the present invention is the wire bonding method according to any one of the first to fourth aspects, wherein the bonding pad is made of gold.
In the fifth aspect, by using the bonding pad made of gold, the bonding wire made of gold can be reliably bonded, and the bonding strength can be improved.

本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記ボンディングワイヤのワイヤ径が２０〜３０μｍであることを特徴とするワイヤボンディング方法にある。
かかる第６の態様では、高密度に配置されたボンディングパッドにボンディングワイヤを接続することができる。 A sixth aspect of the present invention is the wire bonding method according to any one of the first to fifth aspects, wherein a wire diameter of the bonding wire is 20 to 30 μm.
In the sixth aspect, bonding wires can be connected to bonding pads arranged at high density.

本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記超音波の振幅が３μｍ以上であることを特徴とするワイヤボンディング方法にある。
かかる第７の態様では、３μｍ以上の振幅の超音波を用いることで、比較的低温でワイヤボンディングを行ってもボンディングワイヤとボンディングパッドとを確実に接合することができる。 A seventh aspect of the present invention is the wire bonding method according to any one of the first to sixth aspects, wherein the ultrasonic wave has an amplitude of 3 μm or more.
In the seventh aspect, by using ultrasonic waves having an amplitude of 3 μm or more, the bonding wire and the bonding pad can be reliably bonded even when wire bonding is performed at a relatively low temperature.

本発明の第８の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板の一方面側に設けられる振動板と、該振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる複数の圧電素子と、前記圧電素子に電気的に接続されると共にボンディングワイヤが接続されるボンディングパッドとを具備する液体噴射ヘッドであって、前記ボンディングパッドに接続された前記ボンディングワイヤのステッチ幅がワイヤ径の１．２〜１．５倍であると共にステッチ厚がワイヤ径の０．３〜０．６倍であることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第８の態様では、比較的低温でのワイヤボンディングであっても、ボンディングワイヤとボンディングパッドとの接合強度を向上することができると共に、ボンディングパッドに接続されたボンディングワイヤのステッチ幅を狭くすることができ、ボンディングパッドの幅を狭くして隣接するボンディングパッドのピッチを狭くすることができるため、液体噴射ヘッドの信頼性を向上して圧電素子を高密度化することができる。また、低温でのワイヤボンディングにより液体噴射ヘッドが熱膨張により破壊されるのを防止することができる。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a vibration plate provided on one surface side of a flow path forming substrate in which a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening is formed, a lower electrode provided via the vibration plate, and a piezoelectric layer And a plurality of piezoelectric elements composed of upper electrodes and a bonding pad electrically connected to the piezoelectric element and connected to a bonding wire, wherein the bonding head is connected to the bonding pad. In the liquid jet head, the wire stitch width is 1.2 to 1.5 times the wire diameter and the stitch thickness is 0.3 to 0.6 times the wire diameter.
In the eighth aspect, even when wire bonding is performed at a relatively low temperature, the bonding strength between the bonding wire and the bonding pad can be improved, and the stitch width of the bonding wire connected to the bonding pad is reduced. In addition, since the bonding pad width can be narrowed and the pitch of the adjacent bonding pads can be narrowed, the reliability of the liquid ejecting head can be improved and the piezoelectric element can be densified. In addition, the liquid jet head can be prevented from being destroyed by thermal expansion by wire bonding at a low temperature.

本発明の第９の態様は、第８の態様において、前記ボンディングワイヤを１００℃以下の温度で加熱すると共に周波数１００〜１２０ＫＨｚ、振幅が０．５〜６μｍの超音波を印加しながら前記ボンディングパッドに７８．４×１０-3Ｎ以下の荷重で押圧することで、当該ボンディングワイヤが前記ボンディングパッドに接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第９の態様では、所定の温度、超音波及び荷重でワイヤボンディングを行うことで、ボンディングワイヤとボンディングパッドとの接合強度を向上することができると共に、ボンディングパッドに接続されたボンディングワイヤのステッチ幅を狭くすることができる。 According to a ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the bonding pad is heated while heating the bonding wire at a temperature of 100 ° C. or lower and applying an ultrasonic wave having a frequency of 100 to 120 KHz and an amplitude of 0.5 to 6 μm. The liquid ejecting head is characterized in that the bonding wire is connected to the bonding pad by pressing with a load of 78.4 × 10 −3 N or less.
In the ninth aspect, the bonding strength between the bonding wire and the bonding pad can be improved by performing the wire bonding at a predetermined temperature, ultrasonic wave and load, and the stitching of the bonding wire connected to the bonding pad is possible. The width can be reduced.

本発明の第１０の態様は、第９の態様において、前記ボンディングワイヤが前記ボンディングパッドに接続される時間を、荷重が所望荷重の値に収束するまでの荷重バラツキ収束時間と、ボンディング時間の合計時間としてボンディングワイヤが前記ボンディングパッドに接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１０の態様では、荷重バラツキ収束時間を加味した状態で超音波を印加してボンディングが実施された液体噴射ヘッドとなる。 According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect, the time during which the bonding wire is connected to the bonding pad is a total of the load variation convergence time until the load converges to a desired load value and the bonding time. In the liquid ejecting head, the bonding wire is connected to the bonding pad as time passes.
In the tenth aspect, the liquid jet head is bonded by applying an ultrasonic wave in a state where the load variation convergence time is taken into account.

本発明の第１１の態様は、第１０の態様において、前記超音波を印加する時期を、前記荷重バラツキ収束時間の後のボンディング時間の時期としてボンディングワイヤが前記ボンディングパッドに接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１１の態様では、荷重バラツキ収束時間が経過して荷重が安定した時期に超音波を印加してボンディングが実施された液体噴射ヘッドとなる。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect, the bonding wire is connected to the bonding pad, with the timing of applying the ultrasonic wave being the timing of the bonding time after the load variation convergence time. The liquid ejecting head is characterized.
In the eleventh aspect, the liquid jet head is bonded by applying an ultrasonic wave when the load variation convergence time has elapsed and the load is stable.

本発明の第１２の態様は、第１０または１１の態様において、前記荷重バラツキ収束時間を、２０ｍｓｅｃとしてボンディングワイヤが前記ボンディングパッドに接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１２の態様では、荷重バラツキ時間を確実に設定してボンディングが実施された液体噴射ヘッドとなる。 A twelfth aspect of the present invention is the liquid ejecting head according to the tenth or eleventh aspect, wherein the load variation convergence time is set to 20 msec and a bonding wire is connected to the bonding pad.
In the twelfth aspect, the liquid ejecting head is bonded with the load variation time set reliably.

本発明の第１３の態様は、第８〜１２の何れかの態様において、前圧電素子から引き出された引き出し配線を具備し、当該引き出し配線の先端部が前記ボンディングパッドとなっていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１３の態様では、ボンディングワイヤが接続される引き出し配線の短絡を防止して高密度化することができると共に、圧電素子を高密度化することができる。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in any one of the eighth to twelfth aspects, the lead wiring led out from the previous piezoelectric element is provided, and a leading end portion of the lead wiring serves as the bonding pad. It is in the liquid jet head.
In the thirteenth aspect, it is possible to increase the density by preventing a short circuit of the lead wiring to which the bonding wire is connected, and it is possible to increase the density of the piezoelectric element.

本発明の第１４の態様は、第８〜１３の何れかの態様において、前記ボンディングパッドには、前記圧電素子を駆動させる駆動ＩＣの端子部に一端が接続された前記ボンディングワイヤの他端が接続されることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１４の態様では、セカンドボンディング側のボンディングパッドにボンディングワイヤを高強度で接合することができると共に、ボンディングワイヤのステッチ幅を狭くすることができる。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the eighth to thirteenth aspects, the other end of the bonding wire having one end connected to a terminal portion of a drive IC that drives the piezoelectric element is connected to the bonding pad. The liquid ejecting head is connected.
In the fourteenth aspect, the bonding wire can be bonded with high strength to the bonding pad on the second bonding side, and the stitch width of the bonding wire can be reduced.

本発明の第１５の態様は、第１４の態様において、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面には、前記圧力発生室の共通の液体室を構成するリザーバ部が設けられたリザーバ形成基板が接合されていると共に、前記駆動ＩＣが前記リザーバ形成基板上に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１５の態様では、リザーバ形成基板によってリザーバが形成されると共に、リザーバ形成基板上の駆動ＩＣと他のボンディングパッドとの接合強度を向上して、ボンディングパッドの幅を狭くすることができる。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fourteenth aspect, a reservoir is formed in which a surface of the flow path forming substrate on the side of the piezoelectric element is provided with a reservoir portion that constitutes a common liquid chamber of the pressure generating chamber. In the liquid jet head, the substrate is bonded, and the driving IC is provided on the reservoir forming substrate.
In the fifteenth aspect, the reservoir is formed by the reservoir forming substrate, and the bonding strength between the driving IC on the reservoir forming substrate and another bonding pad can be improved, and the width of the bonding pad can be reduced.

本発明の一実施形態に係る液体噴射ヘッドの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of a liquid ejecting head according to an embodiment of the invention. 本発明の一実施形態に係る液体噴射ヘッドの平面図及び断面図である。2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of a liquid jet head according to an embodiment of the invention. 本発明のワイヤボンディングの接続構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the connection structure of the wire bonding of this invention. 本発明の一実施形態に係るワイヤボンディング方法を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the wire bonding method which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明のワイヤボンディングによる試験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the test result by the wire bonding of this invention. 荷重及び超音波の状況の例を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the example of the condition of a load and an ultrasonic wave. ステッチ幅及びプル強度のバラツキ変化の状況を示すグラフである。It is a graph which shows the condition of the variation in the stitch width and pull strength.

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る液体噴射ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及び断面図である。液体噴射ヘッドを構成する流路形成基板１０は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、その一方面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が形成されている。また、各列の圧力発生室１２の長手方向外側には、後述するリザーバ形成基板３０に設けられるリザーバ部３２と連通し、各圧力発生室１２の共通の液体室となるリザーバ１００を構成する連通部１３が形成されている。また、連通部１３は、液体供給路１４を介して各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２の液体供給路１４とは反対側で連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a liquid jet head according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of FIG. In this embodiment, the flow path forming substrate 10 constituting the liquid jet head is made of a silicon single crystal substrate, and an elastic film 50 made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation is formed on one surface thereof. The flow path forming substrate 10 is formed with a pressure generating chamber 12 partitioned by a plurality of partition walls 11 by anisotropic etching from the other side. Further, on the outer side in the longitudinal direction of the pressure generation chambers 12 in each row, communication is made with a reservoir portion 32 provided on a reservoir forming substrate 30 to be described later, and constitutes a reservoir 100 serving as a common liquid chamber for each pressure generation chamber 12. A portion 13 is formed. The communication portion 13 is in communication with one end portion in the longitudinal direction of each pressure generating chamber 12 via the liquid supply path 14. In addition, a nozzle plate 20 having a nozzle opening 21 formed on the opening surface side of the flow path forming substrate 10 on the side opposite to the liquid supply path 14 of each pressure generating chamber 12 is provided with an adhesive, a heat welding film, or the like. It is fixed through. The nozzle plate 20 has a thickness of, for example, 0.01 to 1 mm, a linear expansion coefficient of 300 ° C. or less, for example, 2.5 to 4.5 [× 10 −6 / ° C.], glass ceramics, silicon It consists of a single crystal substrate or non-rust steel.

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。   On the other hand, as described above, the elastic film 50 having a thickness of, for example, about 1.0 μm is formed on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10. For example, an insulator film 55 having a thickness of about 0.4 μm is formed. Further, on the insulator film 55, a lower electrode film 60 having a thickness of, for example, about 0.2 μm, a piezoelectric layer 70 having a thickness of, for example, about 1.0 μm, and a thickness of, for example, about 0 The upper electrode film 80 having a thickness of 0.05 μm is laminated by a process described later to constitute the piezoelectric element 300. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70, and the upper electrode film 80. In general, one electrode of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. In addition, here, a portion that is configured by any one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which piezoelectric distortion is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode of the piezoelectric element 300 and the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric element 300. However, there is no problem even if this is reversed for convenience of a drive circuit and wiring. In either case, a piezoelectric active part is formed for each pressure generating chamber. Further, here, the piezoelectric element 300 and the vibration plate that is displaced by driving the piezoelectric element 300 are collectively referred to as a piezoelectric actuator.

なお、上述した例では、圧電素子３００の下電極膜６０、弾性膜５０及び絶縁体膜５５が振動板として作用する。また、圧電素子３００の上電極膜８０の長手方向一端部近傍から流路形成基板１０の圧力発生室１２の端部近傍まで引き出された引き出し配線として、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が延設されている。そして、このリード電極９０は、貫通孔３３で後述する駆動ＩＣ１１０とボンディングワイヤ１２０を介して電気的に接続されている。   In the example described above, the lower electrode film 60, the elastic film 50, and the insulator film 55 of the piezoelectric element 300 function as a diaphragm. In addition, as a lead-out wiring led out from the vicinity of one end in the longitudinal direction of the upper electrode film 80 of the piezoelectric element 300 to the vicinity of the end of the pressure generation chamber 12 of the flow path forming substrate 10, for example, a lead electrode made of gold (Au) or the like 90 is extended. The lead electrode 90 is electrically connected to the driving IC 110, which will be described later, through a through hole 33 and a bonding wire 120.

このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３２を有するリザーバ形成基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、リザーバ形成基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通の液体室となるリザーバ１００を構成している。   On the flow path forming substrate 10 on which such a piezoelectric element 300 is formed, a reservoir forming substrate 30 having a reservoir portion 32 constituting at least a part of the reservoir 100 is bonded via an adhesive 35. In this embodiment, the reservoir portion 32 is formed across the reservoir forming substrate 30 in the thickness direction and across the width direction of the pressure generating chamber 12, and as described above, the communicating portion of the flow path forming substrate 10 is formed. The reservoir 100 is connected to the pressure generating chamber 12 and serves as a common liquid chamber.

また、リザーバ形成基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３１が設けられている。さらに、リザーバ形成基板３０のリザーバ部３２と圧電素子保持部３１との間の領域には、リザーバ形成基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出された引き出し配線であるリード電極９０は、その端部近傍が貫通孔３３内で露出されている。なお、このようなリザーバ形成基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。   A piezoelectric element holding portion 31 having a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300 is provided in a region facing the piezoelectric element 300 of the reservoir forming substrate 30. Further, a through hole 33 that penetrates the reservoir forming substrate 30 in the thickness direction is provided in a region between the reservoir portion 32 and the piezoelectric element holding portion 31 of the reservoir forming substrate 30. The lead electrode 90 that is a lead-out wiring led out from each piezoelectric element 300 is exposed in the through hole 33 in the vicinity of the end thereof. Examples of the material of the reservoir forming substrate 30 include glass, ceramic material, metal, resin, and the like, and the reservoir forming substrate 30 is formed of substantially the same material as the thermal expansion coefficient of the flow path forming substrate 10. In this embodiment, the silicon single crystal substrate made of the same material as the flow path forming substrate 10 is used.

さらに、リザーバ形成基板３０上には、各圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ１１０が設けられている。この駆動ＩＣ１１０の各端子部１１１には、ボンディングワイヤ１２０の一端が接続されており、ボンディングワイヤ１２０の他端は、ボンディングパッドであるリード電極９０の端子部９０ａに詳しくは後述するワイヤボンディング方法により接続されている。なお、本発明で用いられるボンディングワイヤ１２０のワイヤ径はφ２０〜３０μｍであり、本実施形態ではワイヤ径がφ２５μｍの金（Ａｕ）からなるボンディングワイヤ１２０を用いた。   Furthermore, a drive IC 110 for driving each piezoelectric element 300 is provided on the reservoir forming substrate 30. One end of the bonding wire 120 is connected to each terminal portion 111 of the drive IC 110, and the other end of the bonding wire 120 is connected to the terminal portion 90a of the lead electrode 90, which is a bonding pad, by a wire bonding method described later in detail. It is connected. The wire diameter of the bonding wire 120 used in the present invention is φ20 to 30 μm. In this embodiment, the bonding wire 120 made of gold (Au) having a wire diameter of φ25 μm is used.

ここで、ボンディングパッドであるリード電極９０の端子部９０ａに接続されたボンディングワイヤ１２０の接続構造について説明する。なお、図３は、液体噴射ヘッドの要部斜視図である。図３に示すように、ボンディングワイヤ１２０の一端のリード電極９０の端子部９０ａに接続された領域であるステッチ部１２１は、一部が欠けた円盤形状で形成されている。このボンディングワイヤ１２０は、詳しくは後述するワイヤボンディング方法によって、ステッチ部１２１のステッチ幅がワイヤ径の１．２〜１．５倍で、且つステッチ厚がワイヤ径の０．３〜０．６倍で形成されている。本実施形態では、ワイヤ径がφ２５μｍのボンディングワイヤ１２０を用いたため、端子部９０ａに接続されたボンディングワイヤ１２０のステッチ部１２１は、ステッチ幅が３０〜３７．５μｍで、且つステッチ厚が７．５〜１５μｍの範囲で形成されることになる。なお、本実施形態のステッチ幅とは、ボンディングワイヤ１２０の一端の端子部９０ａに接続されたステッチ部１２１の最大幅のことであり、ステッチ厚とは、ステッチ部１２１の最小厚さのことである。   Here, a connection structure of the bonding wire 120 connected to the terminal portion 90a of the lead electrode 90 which is a bonding pad will be described. FIG. 3 is a perspective view of a main part of the liquid jet head. As shown in FIG. 3, the stitch portion 121, which is a region connected to the terminal portion 90 a of the lead electrode 90 at one end of the bonding wire 120, is formed in a disk shape with a part cut away. The bonding wire 120 has a stitch width of 1.2 to 1.5 times the wire diameter and a stitch thickness of 0.3 to 0.6 times the wire diameter by a wire bonding method described in detail later. It is formed with. In this embodiment, since the bonding wire 120 having a wire diameter of φ25 μm is used, the stitch portion 121 of the bonding wire 120 connected to the terminal portion 90a has a stitch width of 30 to 37.5 μm and a stitch thickness of 7.5. It is formed in a range of ˜15 μm. The stitch width in this embodiment is the maximum width of the stitch portion 121 connected to the terminal portion 90a at one end of the bonding wire 120, and the stitch thickness is the minimum thickness of the stitch portion 121. is there.

このようにボンディングパッドである端子部９０ａに接続されたボンディングワイヤ１２０のステッチ部１２１の幅を狭くすることで、端子部９０ａの幅を狭くすることができると共に隣接する端子部９０ａのピッチを狭くすることができる。これによりリード電極９０の幅及びピッチを狭く形成することができ、リード電極９０を高密度化することができると共に液体噴射ヘッドを小型化することができる。   Thus, by narrowing the width of the stitch portion 121 of the bonding wire 120 connected to the terminal portion 90a which is a bonding pad, the width of the terminal portion 90a can be reduced and the pitch of the adjacent terminal portions 90a can be reduced. can do. Accordingly, the width and pitch of the lead electrodes 90 can be narrowed, the lead electrodes 90 can be densified, and the liquid ejecting head can be downsized.

なお、このようなリザーバ形成基板３０上には、コンプライアンス基板４０が接合されており、コンプライアンス基板４０のリザーバ１００に対向する領域には、リザーバ１００に液体を供給するための液体導入口４４が厚さ方向に貫通することで形成されている。また、コンプライアンス基板４０のリザーバ１００に対向する領域の液体導入口４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部４３となっており、リザーバ１００は、可撓部４３により封止されている。この可撓部４３により、リザーバ１００内にコンプライアンスを与えている。   Note that the compliance substrate 40 is bonded onto the reservoir forming substrate 30, and a liquid inlet 44 for supplying a liquid to the reservoir 100 is thick in a region facing the reservoir 100 of the compliance substrate 40. It is formed by penetrating in the vertical direction. In addition, the region of the compliance substrate 40 other than the liquid inlet 44 in the region facing the reservoir 100 is a flexible portion 43 formed thin in the thickness direction, and the reservoir 100 is sealed by the flexible portion 43. Has been. Compliance is given to the reservoir 100 by the flexible portion 43.

ここで、ボンディングパッドである駆動ＩＣ１１０の端子部１１１とリード電極９０の端子部９０ａとをボンディングワイヤ１２０で接続するワイヤボンディング方法について説明する。なお、図４は、ワイヤボンディング方法を示す液体噴射ヘッドの要部断面図である。図４（ａ）に示すように、ボンディングワイヤ１２０は、ワイヤボンディング装置を構成するキャピラリ１３０に挿通された状態で保持されており、駆動ＩＣ１１０の端子部１１１にボールボンディングにより接続されている。このボールボンディングによる接続方法としてはボンディングワイヤ１２０の先端を溶融することで球体を形成し、この球体を駆動ＩＣ１１０の端子部１１１に押しつけることで行われる。   Here, a wire bonding method for connecting the terminal portion 111 of the driving IC 110, which is a bonding pad, and the terminal portion 90a of the lead electrode 90 with the bonding wire 120 will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the liquid jet head showing the wire bonding method. As shown in FIG. 4A, the bonding wire 120 is held in a state of being inserted through a capillary 130 constituting a wire bonding apparatus, and connected to the terminal portion 111 of the driving IC 110 by ball bonding. This connection method by ball bonding is performed by melting the tip of the bonding wire 120 to form a sphere and pressing the sphere against the terminal portion 111 of the drive IC 110.

次に、図４（ｂ）に示すように、ボンディングパッドであるリード電極９０の端子部９０ａにボンディングワイヤ１２０を接続する。このとき、１００℃以下の温度で加熱すると共に、周波数が１００〜１２０ＫＨｚ、振幅が０．５〜６μｍ好ましくは３μｍ以上の超音波を印加しながらキャピラリ１３０によってボンディングワイヤ１２０をリード電極９０の端子部９０ａに７８．４×１０-3Ｎ以下の荷重で押圧することで接続する。 Next, as shown in FIG. 4B, the bonding wire 120 is connected to the terminal portion 90a of the lead electrode 90 which is a bonding pad. At this time, while heating at a temperature of 100 ° C. or less, the bonding wire 120 is connected to the terminal portion of the lead electrode 90 by the capillary 130 while applying an ultrasonic wave having a frequency of 100 to 120 KHz and an amplitude of 0.5 to 6 μm, preferably 3 μm or more. It is connected to 90a by pressing it with a load of 78.4 × 10 −3 N or less.

これにより、リード電極９０の端子部９０ａ上に接続されたボンディングワイヤ１２０のステッチ部１２１が、図３に示すような一部が欠けた円盤形状で形成されると共に、ステッチ部１２１のステッチ幅がワイヤ径の１．２〜１．５倍で、且つステッチ厚がワイヤ径の０．３〜０．６倍で形成される。   As a result, the stitch portion 121 of the bonding wire 120 connected to the terminal portion 90a of the lead electrode 90 is formed in a disc shape with a part missing as shown in FIG. 3 and the stitch width of the stitch portion 121 is increased. The wire diameter is 1.2 to 1.5 times, and the stitch thickness is 0.3 to 0.6 times the wire diameter.

なお、本実施形態では、駆動ＩＣ１１０の端子部１１１とリード電極９０の端子部９０ａとを、上述したワイヤボンディング方法により接続したボンディングワイヤ１２０で電気的に接続するようにしたが、液体噴射ヘッドのボンディングワイヤに接続される電極の全てに上述したワイヤボンディング方法及びボンディングワイヤの接続構造を適用することができる。リード電極９０の端子部９０ａ以外では、例えば、図示しないが下電極膜６０と駆動ＩＣ１１０とを接続するボンディングワイヤや、リザーバ形成基板３０の駆動ＩＣ１１０が設けられた面に形成された配線電極の端子部と駆動ＩＣ１１０の端子部とを接続するボンディングワイヤなどが挙げられる。   In this embodiment, the terminal portion 111 of the driving IC 110 and the terminal portion 90a of the lead electrode 90 are electrically connected by the bonding wire 120 connected by the above-described wire bonding method. The above-described wire bonding method and bonding wire connection structure can be applied to all the electrodes connected to the bonding wire. Other than the terminal portion 90a of the lead electrode 90, for example, although not shown, a bonding wire for connecting the lower electrode film 60 and the driving IC 110, or a terminal of a wiring electrode formed on the surface of the reservoir forming substrate 30 on which the driving IC 110 is provided. For example, a bonding wire for connecting the terminal and the terminal of the driving IC 110 may be used.

ここで、リード電極９０の端子部９０ａの２枚の流路形成基板Ａ、Ｂとリザーバ形成基板３０とのそれぞれに、ワイヤ径がφ２５μｍのボンディングワイヤ１２０を、先端径がφ８３μｍのキャピラリを用いて接続した。このとき１００℃以下の温度で加熱すると共に周波数が１００〜１２０ＫＨｚ、振幅が０．５〜６μｍの超音波を印加し、キャピラリ１３０による接続時の荷重を変化させて接続した。このときの各荷重により接続されたボンディングワイヤ１２０のステッチ部１２１のステッチ幅とプル強度との平均値を測定した結果を図５に示す。   Here, a bonding wire 120 having a wire diameter of φ25 μm and a capillary having a tip diameter of φ83 μm are used for each of the two flow path forming substrates A and B of the terminal portion 90 a of the lead electrode 90 and the reservoir forming substrate 30. Connected. At this time, heating was performed at a temperature of 100 ° C. or lower, and an ultrasonic wave having a frequency of 100 to 120 KHz and an amplitude of 0.5 to 6 μm was applied to change the load at the time of connection by the capillary 130 and connected. The result of measuring the average value of the stitch width and the pull strength of the stitch portion 121 of the bonding wire 120 connected by each load at this time is shown in FIG.

図５に示すように、何れの基板においてもワイヤボンディングを７８．４×１０-3Ｎ以下の荷重で行うことにより、ボンディングワイヤ１２０のステッチ部１２１のステッチ幅が７８．４×１０-3Ｎよりも大きな荷重で接続した場合に比べて狭くなっている。これは、荷重を小さくすれば、ボンディングワイヤが潰される量が小さくなるからである。また、各基板に各荷重で接続したボンディングワイヤ１２０のプル強度を測定した結果、７８．４×１０-3Ｎ以下の低荷重で接続した場合は、これより大きな荷重で接続した場合に比べて大きくなっていることが判明した。 As shown in FIG. 5, by performing wire bonding with a load of 78.4 × 10 −3 N or less on any substrate, the stitch width of the stitch portion 121 of the bonding wire 120 is 78.4 × 10 −3 N. It is narrower than when connected with a larger load. This is because the amount by which the bonding wire is crushed is reduced if the load is reduced. In addition, as a result of measuring the pull strength of the bonding wire 120 connected to each substrate with each load, the connection with a low load of 78.4 × 10 −3 N or less compared to the connection with a larger load than this. It turned out to be bigger.

以上のことから、１００℃以下の温度で加熱すると共に周波数が１００〜１２０ＫＨｚ、振幅が０．５〜６μｍの超音波を印加して、ボンディングワイヤ１２０を７８．４×１０-3Ｎ以下の荷重でボンディングパッドであるリード電極９０の端子部９０ａに接続することで、ステッチ幅を狭めて且つボンディングワイヤ１２０とボンディングパッドとの接合強度を向上することができる。これにより、ワイヤボンディングが剥離し難く、信頼性の高い液体噴射ヘッドとすることができると共に、ボンディングパッドの幅及びピッチを狭くして、液体噴射ヘッドを高密度化及び小型化することができる。 From the above, heating is performed at a temperature of 100 ° C. or lower, and an ultrasonic wave having a frequency of 100 to 120 KHz and an amplitude of 0.5 to 6 μm is applied to load the bonding wire 120 to a load of 78.4 × 10 −3 N or less. By connecting to the terminal portion 90a of the lead electrode 90 which is a bonding pad, the stitch width can be narrowed and the bonding strength between the bonding wire 120 and the bonding pad can be improved. As a result, it is possible to obtain a highly reliable liquid ejecting head in which wire bonding is not easily peeled off, and it is possible to reduce the width and pitch of the bonding pads to increase the density and size of the liquid ejecting head.

また、周波数が１００〜１２０ＫＨｚ、振幅が０．５〜６μｍの超音波を印加することにより、１００℃以下という比較的低温の加熱でワイヤボンディングを行うことができるため、液体噴射ヘッドの熱膨張による破壊を防止することができる。また、１００℃以下という比較的低温の加熱によりワイヤボンディングを行うことで、キャピラリ１３０を保持するホーンや、キャピラリ１３０の位置合わせなどに用いられるカメラ等で構成されるワイヤボンディング装置の熱膨張を抑制することができる。これによりホーンとカメラとが別体で形成されていても、熱膨張によってカメラによるキャピラリ１３０の芯がずれることでワイヤボンディングの位置合わせがずれることがなく、高精度なワイヤボンディングを行うことができると共にワイヤボンディング装置の熱による破壊が防止される。また、比較的低温でワイヤボンディングを行うことができるため、省エネルギ化することができる。   Further, by applying an ultrasonic wave having a frequency of 100 to 120 KHz and an amplitude of 0.5 to 6 μm, wire bonding can be performed by heating at a relatively low temperature of 100 ° C. or less, which is caused by thermal expansion of the liquid ejecting head. Destruction can be prevented. In addition, by performing wire bonding by heating at a relatively low temperature of 100 ° C. or lower, thermal expansion of a wire bonding apparatus including a horn for holding the capillary 130 and a camera used for alignment of the capillary 130 is suppressed. can do. As a result, even if the horn and the camera are formed separately, the alignment of the wire bonding is not shifted due to the thermal expansion of the core of the capillary 130 by the camera, and highly accurate wire bonding can be performed. At the same time, breakage of the wire bonding apparatus due to heat is prevented. Further, since wire bonding can be performed at a relatively low temperature, energy can be saved.

図６に基づいてワイヤボンディングにおける荷重（キャピラリ１３０（図４参照）のＺ軸方向の位置）及び超音波の状況を説明する。図６（ａ）（ｂ）（ｃ）にはワイヤボンディングにおける荷重及び超音波の状況の例を説明するタイムチャートを示してある。   Based on FIG. 6, the load (position in the Z-axis direction of the capillary 130 (see FIG. 4)) and the state of ultrasonic waves in wire bonding will be described. FIGS. 6A, 6B, and 6C are time charts for explaining examples of the load and ultrasonic conditions in wire bonding.

図６（ａ）に示した例は、キャピラリ１３０（図４参照）が原点から下降してボンディング面に接地した時刻ｔ１に荷重がＯＮになると同時に、時刻ｔ１に超音波が印加されてＯＮになる。そして、ボンディング時間である時刻ｔ０までの間（例えば、５から１０ｍｓｅｃ）荷重及び超音波がＯＮにされてボンディングが終了する。即ち、時刻ｔ０でキャピラリ１３０（図４参照）が原点に上昇すると共に、荷重及び超音波がＯＦＦになる。   In the example shown in FIG. 6A, the load is turned on at time t1 when the capillary 130 (see FIG. 4) descends from the origin and contacts the bonding surface, and at the same time, an ultrasonic wave is applied and turned on at time t1. Become. Then, the load and the ultrasonic wave are turned on until the time t0 which is the bonding time (for example, 5 to 10 msec), and the bonding is completed. That is, at time t0, the capillary 130 (see FIG. 4) rises to the origin, and the load and ultrasonic waves are turned off.

図６（ａ）に示した例では、低温でのボンディングを所定のボンディング時間で実施することができる。   In the example shown in FIG. 6A, bonding at a low temperature can be performed in a predetermined bonding time.

図６（ｂ）に示した例は、キャピラリ１３０（図４参照）が原点から下降してボンディング面に接地した時刻ｔ１に荷重がＯＮになる。初期荷重は、設定荷重（例えば、７８．４×１０-3Ｎ）に対してマイナス２０×１０-3Ｎ程度のバラツキがあるため、荷重が設定荷重で安定するまでの荷重バラツキ収束時間Ｔが経過した後、時刻ｔ２に超音波が印加されてＯＮになる。そして、ボンディング時間である時刻ｔ３までの間（例えば、５から１０ｍｓｅｃ）荷重及び超音波がＯＮにされてボンディングが終了する。即ち、時刻ｔ３でキャピラリ１３０（図４参照）が原点に上昇すると共に、荷重及び超音波がＯＦＦになる。 In the example shown in FIG. 6B, the load is turned on at time t1 when the capillary 130 (see FIG. 4) descends from the origin and contacts the bonding surface. Since the initial load has a variation of about minus 20 × 10 −3 N with respect to the set load (for example, 78.4 × 10 −3 N), the load variation convergence time T until the load is stabilized at the set load is After a lapse of time, an ultrasonic wave is applied at time t2 and turned ON. Then, the load and the ultrasonic wave are turned on until the time t3 which is the bonding time (for example, 5 to 10 msec), and the bonding is completed. That is, at time t3, the capillary 130 (see FIG. 4) rises to the origin, and the load and ultrasonic waves are turned off.

図６（ｂ）に示した例では、荷重が設定荷重で安定した状態で超音波を印加して低温でのボンディングを実施することができる。このため、最小限の超音波の印加によりステッチ形状の安定確保と接合強度の安定確保を図ることができる。   In the example shown in FIG. 6B, it is possible to perform bonding at a low temperature by applying ultrasonic waves in a state where the load is stable at the set load. For this reason, it is possible to ensure the stability of the stitch shape and the stability of the bonding strength by applying a minimum amount of ultrasonic waves.

図６（ｃ）に示した例は、キャピラリ１３０（図４参照）が原点から下降してボンディング面に接地した時刻ｔ１に荷重がＯＮになる。同時に超音波が印加されてＯＮになる。初期荷重は、設定荷重（例えば、７８．４×１０-3Ｎ）に対してマイナス２０×１０-3Ｎ程度のバラツキがあるため、荷重が設定荷重で安定するまでの荷重バラツキ収束時間Ｔが経過した後、時刻ｔ２からボンディング時間である時刻ｔ３までの間（例えば、５から１０ｍｓｅｃ）荷重及び超音波がＯＮにされ続けてボンディングが終了する。即ち、時刻ｔ３でキャピラリ１３０（図４参照）が原点に上昇すると共に、荷重及び超音波がＯＦＦになる。 In the example shown in FIG. 6C, the load is turned on at time t1 when the capillary 130 (see FIG. 4) descends from the origin and contacts the bonding surface. At the same time, an ultrasonic wave is applied and turned ON. Since the initial load has a variation of about minus 20 × 10 −3 N with respect to the set load (for example, 78.4 × 10 −3 N), the load variation convergence time T until the load is stabilized at the set load is After the elapse of time, the load and the ultrasonic wave are continuously turned on from time t2 to time t3 which is a bonding time (for example, 5 to 10 msec), and bonding is completed. That is, at time t3, the capillary 130 (see FIG. 4) rises to the origin, and the load and ultrasonic waves are turned off.

図６（ｃ）に示した例では、荷重が設定荷重で安定するまでの状態から超音波を印加して低温でのボンディングを実施することができる。このため、ステッチ形状の安定確保と接合強度の安定確保を確実に図ることができる。   In the example shown in FIG. 6C, it is possible to perform bonding at a low temperature by applying ultrasonic waves from the state until the load is stabilized at the set load. For this reason, it is possible to reliably ensure the stability of the stitch shape and the stability of the bonding strength.

なお、荷重及び超音波のＯＮ・ＯＦＦは荷重や周波数を漸増・漸減させて所定の状態にすることも可能である。   In addition, ON / OFF of a load and an ultrasonic wave can also be made into a predetermined state by gradually increasing / decreasing a load and a frequency.

図７（ａ）には図６に示した状態でワイヤボンディングを実施したときのステッチ幅のバラツキ変化の状況を示してあり、図７（ｂ）には図６に示した状態でワイヤボンディングを実施したときのプル強度のバラツキ変化の状況を示してある。図中のＡ、Ｂ、Ｃは、それぞれ図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）の状態の場合を示してある。   FIG. 7A shows the state of variation in stitch width variation when wire bonding is performed in the state shown in FIG. 6, and FIG. 7B shows wire bonding in the state shown in FIG. The state of variation in pull strength variation when implemented is shown. A, B, and C in the figure indicate cases in the states of FIGS. 6 (a), 6 (b), and 6 (c), respectively.

図７（ａ）に示すように、ステッチ幅のバラツキは２９μｍから３６μｍの実用範囲に収まり、特に、荷重バラツキ収束時間Ｔを考慮して超音波を印加した場合には、ステッチ幅のバラツキは３２μｍから３６μｍの狭い範囲に収まっていることがわかる。したがって、荷重バラツキを考慮して超音波を印加することで、ステッチ形状を安定して確保することができることがわかる。   As shown in FIG. 7A, the variation in the stitch width is within a practical range of 29 μm to 36 μm. In particular, when an ultrasonic wave is applied in consideration of the load variation convergence time T, the variation in the stitch width is 32 μm. It can be seen that it is within a narrow range of 36 μm. Therefore, it can be understood that the stitch shape can be stably secured by applying the ultrasonic wave in consideration of the load variation.

図７（ｂ）に示すように、プル強度のバラツキは３ｇから１１ｇの実用範囲に収まり、特に、荷重バラツキ収束時間Ｔを考慮して超音波を印加した場合には、プル強度のバラツキは６ｇから１１ｇの高い値の範囲に収まっていることがわかる。したがって、荷重バラツキを考慮して超音波を印加することで、接合強度を安定して確保することができることがわかる。   As shown in FIG. 7B, the variation in pull strength falls within the practical range of 3 g to 11 g, and in particular, when an ultrasonic wave is applied in consideration of the load variation convergence time T, the variation in pull strength is 6 g. It can be seen that it is within the range of high values of 11 g. Therefore, it can be understood that the bonding strength can be stably secured by applying the ultrasonic wave in consideration of the load variation.

なお、本実施形態では、液体噴射ヘッドに用いられるワイヤボンディング方法及びこれにより形成されたボンディングワイヤの接続構造を例示したが、特にこれに限定されず、ボンディングワイヤを用いる半導体デバイス等の他のデバイスにおいても本発明を適用することができる。   In this embodiment, the wire bonding method used for the liquid jet head and the connection structure of the bonding wire formed thereby are exemplified. However, the present invention is not limited to this, and other devices such as a semiconductor device using the bonding wire are exemplified. The present invention can also be applied to.

１０ 流路形成基板、２０ ノズルプレート、２１ ノズル開口、３０ リザーバ形成基板、４０ コンプライアンス基板、５０ 弾性膜、６０ 下電極膜、７０ 圧電体層、８０ 上電極膜、９０ リード電極、９０ａ 端子部、１００ リザーバ、１１０ 駆動ＩＣ、１１１ 端子部、１２０ ボンディングワイヤ、１２１ ステッチ部、１３０ キャピラリ、３００ 圧電素子。   10 flow path forming substrate, 20 nozzle plate, 21 nozzle opening, 30 reservoir forming substrate, 40 compliance substrate, 50 elastic film, 60 lower electrode film, 70 piezoelectric layer, 80 upper electrode film, 90 lead electrode, 90a terminal, 100 Reservoir, 110 Drive IC, 111 Terminal part, 120 Bonding wire, 121 Stitch part, 130 Capillary, 300 Piezoelectric element.

Claims (15)

金からなるボンディングワイヤをボンディングパッドに接続するワイヤボンディング方法であって、
前記ボンディングワイヤを１００℃以下の温度で加熱すると共に周波数１００〜１２０ＫＨｚ、振幅が０．５〜６μｍの超音波を印加しながら前記ボンディングパッドに７８．４×１０-3Ｎ以下の荷重で押圧することで、当該ボンディングワイヤを前記ボンディングパッドに接続することを特徴とするワイヤボンディング方法。 A wire bonding method for connecting a bonding wire made of gold to a bonding pad,
The bonding wire is heated at a temperature of 100 ° C. or lower and pressed with a load of 78.4 × 10 −3 N or less while applying an ultrasonic wave having a frequency of 100 to 120 KHz and an amplitude of 0.5 to 6 μm. Thus, the bonding wire is connected to the bonding pad. 請求項１において、前記ボンディングワイヤを前記ボンディングパッドに接続する時間は、荷重が所望荷重の値に収束するまでの荷重バラツキ収束時間と、ボンディング時間の合計時間であることを特徴とするワイヤボンディング方法。   2. The wire bonding method according to claim 1, wherein the time for connecting the bonding wire to the bonding pad is a total time of a load variation convergence time and a bonding time until the load converges to a desired load value. . 請求項２において、前記超音波を印加する時期は、前記荷重バラツキ収束時間の後のボンディング時間の時期であることを特徴とするワイヤボンディング方法。   3. The wire bonding method according to claim 2, wherein the ultrasonic wave is applied at a bonding time after the load variation convergence time. 請求項２または３において、前記荷重バラツキ収束時間は、２０ｍｓｅｃであることを特徴とするワイヤボンディング方法。   4. The wire bonding method according to claim 2, wherein the load variation convergence time is 20 msec. 請求項１〜４の何れかにおいて、前記ボンディングパッドが金からなることを特徴とするワイヤボンディング方法。   The wire bonding method according to claim 1, wherein the bonding pad is made of gold. 請求項１〜５の何れかにおいて、前記ボンディングワイヤのワイヤ径が２０〜３０μｍであることを特徴とするワイヤボンディング方法。   The wire bonding method according to claim 1, wherein a wire diameter of the bonding wire is 20 to 30 μm. 請求項１〜６の何れかにおいて、前記超音波の振幅が３μｍ以上であることを特徴とするワイヤボンディング方法。   The wire bonding method according to claim 1, wherein the ultrasonic wave has an amplitude of 3 μm or more. ノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板の一方面側に設けられる振動板と、該振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる複数の圧電素子と、前記圧電素子に電気的に接続されると共にボンディングワイヤが接続されるボンディングパッドとを具備する液体噴射ヘッドであって、
前記ボンディングパッドに接続された前記ボンディングワイヤのステッチ幅がワイヤ径の１．２〜１．５倍であると共にステッチ厚がワイヤ径の０．３〜０．６倍であることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A plurality of piezoelectric elements comprising a vibration plate provided on one side of a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening is formed, and a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode provided through the vibration plate And a liquid ejecting head comprising a bonding pad electrically connected to the piezoelectric element and connected to a bonding wire,
A liquid characterized in that the bonding wire connected to the bonding pad has a stitch width of 1.2 to 1.5 times the wire diameter and a stitch thickness of 0.3 to 0.6 times the wire diameter. Jet head. 請求項８において、前記ボンディングワイヤを１００℃以下の温度で加熱すると共に周波数１００〜１２０ＫＨｚ、振幅が０．５〜６μｍの超音波を印加しながら前記ボンディングパッドに７８．４×１０-3Ｎ以下の荷重で押圧することで、当該ボンディングワイヤが前記ボンディングパッドに接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 According to claim 8, wherein the frequency 100~120KHz with heating the bonding wire at 100 ° C. below the temperature, 78.4 × 10 -3 N below the bonding pad while amplitude applying ultrasound of 0.5~6μm The liquid jet head is characterized in that the bonding wire is connected to the bonding pad by pressing with a load of. 請求項９において、前記ボンディングワイヤが前記ボンディングパッドに接続される時間を、荷重が所望荷重の値に収束するまでの荷重バラツキ収束時間と、ボンディング時間の合計時間としてボンディングワイヤが前記ボンディングパッドに接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。   The bonding wire is connected to the bonding pad according to claim 9, wherein the bonding wire is connected to the bonding pad as a total time of a load variation convergence time until the load converges to a desired load value and a bonding time. A liquid ejecting head characterized by being made. 請求項１０において、前記超音波を印加する時期を、前記荷重バラツキ収束時間の後のボンディング時間の時期としてボンディングワイヤが前記ボンディングパッドに接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。   11. The liquid jet head according to claim 10, wherein a bonding wire is connected to the bonding pad, wherein the ultrasonic wave is applied at a bonding time after the load variation convergence time. 請求項１０または１１において、前記荷重バラツキ収束時間を、２０ｍｓｅｃとしてボンディングワイヤが前記ボンディングパッドに接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。   12. The liquid jet head according to claim 10, wherein a bonding wire is connected to the bonding pad with the load variation convergence time set to 20 msec. 請求項８〜１２の何れかにおいて、前記圧電素子から引き出された引き出し配線を具備し、当該引き出し配線の先端部が前記ボンディングパッドとなっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 8, further comprising a lead-out wiring led out from the piezoelectric element, wherein a leading end portion of the lead-out wiring serves as the bonding pad. 請求項８〜１３の何れかにおいて、前記ボンディングパッドには、前記圧電素子を駆動させる駆動ＩＣの端子部に一端が接続された前記ボンディングワイヤの他端が接続されることを特徴とする液体噴射ヘッド。   14. The liquid jet according to claim 8, wherein the other end of the bonding wire having one end connected to a terminal portion of a driving IC that drives the piezoelectric element is connected to the bonding pad. head. 請求項１４において、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面には、前記圧力発生室の共通の液体室を構成するリザーバ部が設けられたリザーバ形成基板が接合されていると共に、前記駆動ＩＣが前記リザーバ形成基板上に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。   15. The reservoir forming substrate provided with a reservoir portion constituting a common liquid chamber of the pressure generating chamber is joined to a surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side, and the driving is performed. An IC is provided on the reservoir forming substrate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013036481A2 (en) * 2011-09-06 2013-03-14 Cree, Inc. Light emitter packages and devices having improved wire bonding and related methods
JPWO2013111626A1 (en) * 2012-01-23 2015-05-11 コニカミノルタ株式会社 Inkjet head manufacturing method and inkjet head

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0244331A (en) * 1988-08-05 1990-02-14 Seiko Instr Inc Image forming device
JPH08153756A (en) * 1994-11-30 1996-06-11 Oki Electric Ind Co Ltd Method and apparatus for wire bonding of semiconductor devices
JP2003205618A (en) * 2002-01-16 2003-07-22 Seiko Epson Corp Method of manufacturing inkjet recording head

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0244331A (en) * 1988-08-05 1990-02-14 Seiko Instr Inc Image forming device
JPH08153756A (en) * 1994-11-30 1996-06-11 Oki Electric Ind Co Ltd Method and apparatus for wire bonding of semiconductor devices
JP2003205618A (en) * 2002-01-16 2003-07-22 Seiko Epson Corp Method of manufacturing inkjet recording head

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013036481A2 (en) * 2011-09-06 2013-03-14 Cree, Inc. Light emitter packages and devices having improved wire bonding and related methods
WO2013036481A3 (en) * 2011-09-06 2013-06-27 Cree, Inc. Light emitter packages and devices having improved wire bonding and related methods
US9099616B2 (en) 2011-09-06 2015-08-04 Cree, Inc. Light emitter packages and devices having improved wire bonding and related methods
JPWO2013111626A1 (en) * 2012-01-23 2015-05-11 コニカミノルタ株式会社 Inkjet head manufacturing method and inkjet head

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